CN203846214U - 后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构，将一曲柄摇杆机构和一双摇杆机构进行串联，用所述双摇杆机构的输入摇杆的活动铰接点作近似圆弧段运动，将所述输出摇杆的摆动位置安排在所述输入摇杆活动铰接点轨迹的垂直平分线邻近区域，实现了所述输出摇杆的较长近似停顿和后心停顿角度大于150°。本实用新型设计的六连杆机构，曲柄摇杆机构运动平稳，双摇杆机构具有良好的力传递性能，铰接连杆机构简单，转动副连接方式容易实现，且转动副受力平滑、冲击少。本实用新型满足了现代宽幅高速织机的需求，合适于现有打纬技术的改造和新机设计。

Description

后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构

技术领域

本实用新型属于喷气织机领域，涉及一种打纬机构，具体涉及一种后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构。

背景技术

打纬机构安装在织机主轴与钢筘之间，机构把主轴的回转运动转换成钢筘的往复运动，实现把进入梭口的纬纱打入织口的动作。最常用的打纬机构是连杆打纬机构，多数打纬机构由四杆或六杆连杆机构和筘座摆动系统组成。摇杆带动摇轴作往复摆动，钢筘随摇轴摆向前心位置，钢筘将纬纱打入织口，钢筘一到达前心，便迅速撤回。钢筘随摇轴摆向后心位置时，纬纱从引纬侧的喷嘴飞出，纬纱越过梭口飞向捕纬侧，完成引纬动作。纬纱飞越长距离梭口需化费数十毫秒时间，为了在这段时间内完成引纬动作，高速打纬机构要求纬纱飞越梭口时钢筘近似停顿。以往想完成一个循环中有长的间歇期，只有依赖凸轮，但凸轮制造困难，若制造精度低，尤其是打纬机构受力大，凸轮打纬机构产生很大冲击。因此需要一种钢筘在后心位置近似停顿时间长，停顿角大的连杆打纬机构。

实用新型内容

为了满足上述需求，本实用新型旨在提供一种后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构，实现了输出摇杆的较长近似停顿和后心停顿角度大于150°。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

    一种后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构，由一曲柄摇杆机构和一双摇杆机构串联而成；

    所述曲柄摇杆机构包括曲柄、第一连杆和摇杆所述第一连杆的两端分别与所述曲柄和所述摇杆的一端铰接，所述曲柄的另一端铰接在机架的第一铰接点上，所述摇杆的另一端铰接在机架的第二铰接点上；    

所述双摇杆机构包括输入摇杆、第二连杆和输出摇杆，所述第二连杆的两端分别与所述输入摇杆和所述输出摇杆的一端铰接，所述输入摇杆的另一端铰接在机架的所述第二铰接点上，所述输出摇杆的另一端铰接在机架的第三铰接点上；所述摇杆和所述输入摇杆之间存在一个契定角β。

进一步的，所述曲柄摇杆机构满足如下条件:

LAB + LAD < LBC + LCD ；

LBC > 2 × LAB ；

K > 1.12 ； 

θ₁₂ > 190.2°；

式中，LAB、LBC、LCD分别表示曲柄摇杆机构中所述曲柄、第一连杆和摇杆的长度，LAD表示第一铰接点到第二铰接点的机架长度，K表示所述摇杆的行程速度变化系数，θ₁₂表示所述曲柄的极位夹角。

设计后心停顿时间长的六杆打纬机构，运动要求曲柄摇杆机构往复两过程不对称，连杆越长，摇杆角位移曲线对称性越好。摇杆摆动有前后两极限位置，因此要求前心摆向后心的时间短，后心摆向前心的时间长，即曲柄摇杆机构具有较大行程速度变化系数K。

所述曲柄AB作360°回转，所述摇杆经所述第一连杆带动，作摆角为Ф₁₂的摆动；此时，所述摇杆存在两个极限位置；两个极限位置分别出现在所述曲柄和所述第一连杆成为一条直线时；与所述摇杆的摆角Ф₁₂对应的是所述曲柄的极限位置夹角θ₁₂。

所述曲柄作匀速转动，所述摇杆作往复摆动，所述摇杆从后心摆向前心的行程所耗费的时间与所述摇杆从前心摆向后心的行程所耗费的时间不相同，行程速度变化系数K用于描述所述摇杆往复行程的时间差，即　　　

K = θ₁₂/（360°-θ₁₂）；

所述摇杆处在两个极限位置时，所述曲柄摇杆机构分别构成两个三角形，其中，

∠C₁AC₂ = arccos(（LAD²+（LBC-LAB）²-LCD²）/2×LAD×（LBC-LAB））- arccos（（LAD²+（LBC+LAB）²-LCD²）/2×LAD×（LBC+LAB））； 

θ₁₂ = 180°+ ∠C₁AC₂。

由此可知，行程速度变化系数K主要与四杆的杆长有关，θ₁₂大于180°较多，对应较大的行程速度变化系数K。

进一步的，所述双摇杆机构满足如下要求：

Ф = 25°±1.5°；

    所述输入摇杆的长度能够使得所述输入摇杆的一个端点的轨迹越近似直线；

    所述第二连杆一个端点的轨迹曲线位于其另一个端点轨迹曲线的垂直平分线邻近区域，在运动中，所述第二连杆与输出摆杆处于近似垂直位置；

在后心区，所述第二连杆与所述输出摇杆的夹角在90°±20°区域变动；    

    当所述输出摇杆的角位移曲线上后心区曲线逼近的目标，所述输出摇杆的角位移曲线上停顿部位曲线的两峰值趋于等高；

    所述输出摇杆GE角位移曲线的停顿区小摆角δ和后心停顿角θ，满足如下条件：

    θ > 150°；

δ < 1.4°；

当所述输出摇杆的角加速度曲线上后心区曲线逼近的目标，所述输出摇杆加速度曲线上停顿部位曲线的两峰值趋于接近；

    式中，θ表示后心停顿角，δ表示停顿区小摆角，Ф表示所述输出摇杆总摆角；所述后心停顿角、所述停顿区小摆角和所述输出摇杆总摆角分别为一以所述曲柄的转角为横坐标，所述输出摇杆的角位移为纵坐标的所述输出摇杆的角位移曲线上的参数；所述角位移曲线在后心区存在一个双峰，双峰区代表后心停顿区，所述双峰区由双峰和低谷组成，所述双峰区的波动角度δ称为所述停顿区小摆角；从低谷作双峰连线的平行线，平行线交于所述角位移曲线两点，这两点对应为所述曲柄的两个转角，这两个转角角度之差θ称为所述后心停顿角；所述角位移曲线的前心区和后心区分别存在所述输出摇杆的最大角位移和最小角位移，最大角位移和最小角位移之差Ф称为所述输出摇杆的总摆角。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设计并采用高速耐用的六连杆机构，实现打纬机构输出摇杆的较长近似停顿和后心停顿角度大于150°，满足了现代宽幅高速织机的需求。本实用新型设计的六连杆机构，曲柄摇杆机构运动平稳，双摇杆机构具有良好的力传递性能，铰接连杆机构简单，转动副连接方式容易实现，且转动副受力平滑、冲击少，合适于现有打纬技术的改造和新机设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型设计的六杆打纬机构的运动原理图；

图2为本实用新型设计的六杆打纬机构的构型图；

图3为本实用新型设计的六杆打纬机构的输出摆杆角位移曲线；

图4为本实用新型设计的六杆打纬机构的曲柄摇杆机构的极限位置夹角示意图；

图5为本实用新型设计的六杆打纬机构的第二连杆两端点的轨迹曲线；

图6为本实用新型设计的六杆打纬机构的第二连杆与输出摇杆的夹角曲线；

图7为为本实用新型设计的六杆打纬机构的输出摇杆角速度曲线；

图8为为本实用新型设计的六杆打纬机构的输出摇杆加角速度曲线。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

    参见图1、图2所示， 一种后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构，由一曲柄摇杆机构ABCD和一双摇杆机构DFGE串联而成；

    所述曲柄摇杆机构ABCD包括曲柄AB、第一连杆BC和摇杆CD所述第一连杆BC的两端分别与所述曲柄AB和所述摇杆CD的一端铰接，所述曲柄AB的另一端铰接在机架的第一铰接点A上，所述摇杆CD的另一端铰接在机架的第二铰接点D上；    

所述双摇杆机构DFGE包括输入摇杆DF、第二连杆FG和输出摇杆GE，所述第二连杆FG的两端分别与所述输入摇杆DF和所述输出摇杆GE的一端铰接，所述输入摇杆DF的另一端铰接在机架的所述第二铰接点D上，所述输出摇杆GE的另一端铰接在机架的第三铰接点E上；所述摇杆CD和所述输入摇杆DF之间存在一个契定角β。

所述曲柄AB输入运动是360 o连续回转，在后心区有停顿往复摆动的所述双摇杆机构DFGE，所述双摇杆机构DFGE的输出运动有二个运动形态组成，一是所述输出摇杆GE摆动，二是在后心区所述输出摇杆GE存在近似停顿。

进一步的，所述曲柄摇杆机构ABCD满足如下条件:

（1）LAB + LAD < LBC + LCD ；

所述曲柄摇杆机构ABCD成立的条件是最短杆件与最长杆件的长度之和小于所述第一连杆BC与所述摇杆CD长度之和。

（2）LBC > 2 × LAB ；

所述曲柄摇杆机构ABCD是六杆打纬机构的基础，第一级机构设计要求运动上相对平稳，所述摇杆CD的输出角速度突变较小，因此所述第一连杆BC的长度要大于2倍的所述曲柄AB的长度。

式中，LAB、LBC、LCD分别表示曲柄摇杆机构ABCD中所述曲柄AB、第一连杆BC和摇杆CD的长度，LAD表示第一铰接点A到第二铰接点D的机架长度。

（3）K > 1.12 ； 

（4）θ₁₂ > 190.2°；

式中，K表示所述摇杆CD的行程速度变化系数，θ₁₂表示所述曲柄AB的极位夹角。

设计后心停顿时间长的六杆打纬机构，运动要求曲柄摇杆机构往复两过程不对称，连杆越长，摇杆角位移曲线对称性越好。摇杆摆动有前后两极限位置，因此要求前心摆向后心的时间短，后心摆向前心的时间长，即曲柄摇杆机构具有较大行程速度变化系数K。

参见图4所示，所述曲柄AB作360°回转，所述摇杆CD经所述第一连杆BC带动，作摆角为Ф₁₂的摆动；此时，所述摇杆CD存在两个极限位置C₁D和C₂D；第一个极限位置C₁D出现在曲柄AB₁和连杆B₁C₁成为一条直线时，第二个极限位置C₂D出现在曲柄AB₂和连杆B₂C₂成为一条直线时；与所述摇杆CD的摆角Ф₁₂对应的是所述曲柄AB的极限位置夹角θ₁₂。

所述曲柄AB作匀速转动，所述摇杆CD作往复摆动，所述摇杆CD从后心摆向前心的行程所耗费的时间与所述摇杆CD从前心摆向后心的行程所耗费的时间不相同，行程速度变化系数K用于描述所述摇杆CD往复行程的时间差，即　　　

K = θ₁₂/（360°-θ₁₂）；

由图4可知，所述摇杆CD处在两个极限位置C₁D和C₂D时，所述曲柄摇杆机构ABCD分别构成两个三角形△ADC₁和△ADC₂，其中，

∠C₁AC₂ = arccos(（LAD²+（LBC-LAB）²-LCD²）/2×LAD×（LBC-LAB））- arccos（（LAD²+（LBC+LAB）²-LCD²）/2×LAD×（LBC+LAB））； 

θ₁₂ = 180°+ ∠C₁AC₂。

由此可知，行程速度变化系数K主要与四杆的杆长有关，θ₁₂大于180°较多，对应较大的行程速度变化系数K。

进一步的，所述双摇杆机构DFGE满足如下要求：

（1）所述曲柄摇杆机构ABCD的所述摇杆CD的摆角Ф₁₂=40.6°，所述双摇杆机构DFGE的所述输出摇杆GE的总摆角Ф是打纬机构的设计要求。为了达到打纬机构的输出摆角，改变输入摇杆DF和输出摇杆GE的相对杆长，将所述输入摇杆DF伸长，将所述输出摇杆GE缩短，使得所述输出摇杆GE的总摆角加大，满足Ф = 25°±1.5°。

    （2）参见图5所示，从所述双摇杆机构DFGE的所述输入摇杆DF上的点F轨迹曲线可见，点F轨迹曲线是一段圆弧，以D点为圆心的圆弧，所述输入摇杆DF应足够长，使得所述输入摇杆DF的一个端点F的轨迹越近似直线。

（3）由图5可知，所述第二连杆FG的点G位于点F轨迹曲线的垂直平分线邻近区域，当所述第二连杆FG足够长，所述输出摇杆GE的铰接点G近似不动，实现了所述输出摇杆GE的近似停顿。因此，设计要求点F的轨迹曲线与点G的轨迹曲线处于近似垂直位置，在运动中连杆FG与G摆杆处于近似垂直位置上。

（4）设所述第二连杆FG的点F已知，设定点E，作点F和点E连线的垂直平分线，点G近似位于该垂直平分线上。参见图6所示，从∠FGE的变动曲线可见，后心停顿区对应∠FGE在90°±20°。

∠FGE相当于所述双摇杆机构DFGE的传动角，前心区传动角大于70°，机构传递动力的性能较优。

（5）参见图3所示，所述角位移曲线的横坐标表示所述曲柄AB的转角，纵坐标表示所述输出摇杆GE的角位移。所述输出摇杆GE的角位移曲线上后心区曲线逼近的目标，使所述输出摇杆GE的角位移曲线上停顿部位曲线的两峰值趋于等高；由图3可知，开始求出的曲线后心区的两峰值一高一低，趋近的目标曲线，两峰值等高。

（6）参见图7、图8所示，所述输出摇杆GE的角加速度曲线上后心区曲线逼近的目标，使所述输出摇杆GE加速度曲线上停顿部位曲线的两峰值趋于接近。

参见图7所示，所述角速度曲线的横坐标表示所述曲柄AB的转角，纵坐标表示所述输出摇杆GE的角速度。在后心区，所述输出摇杆GE的角速度曲线在零速度附近徘徊，角速度曲线存在四个零点，在后心区有三个零点，从负速度到正速度、再过渡到负速度、再回到正速度，表明在后心区输出杆存在正向、逆向速度，速度很低。三个速度零点所在的区域对应间歇停顿区，在后心区角速度作小幅波动。

参见图8所示，所述角加速度曲线的横坐标表示所述曲柄AB的转角，纵坐标表示所述输出摇杆GE的角加速度。在后心区，所述输出摇杆GE的角加速度曲线在后心区有二个零点和二个正加速度峰，表明在后心区输出杆从一个峰下来到达零点区，再从负值上升到第二个峰，二个正加速度峰之间的区域对应间歇停顿区。角加速度曲线同样存在四个零点。

    （7）为保证所述输出摇杆GE角位移曲线的停顿区小摆角和所述输出摇杆GE的总摆角设计目标不变，所述输出摇杆GE角位移曲线的停顿区小摆角δ和后心停顿角θ，满足如下条件：

    θ > 150°；

δ < 1.4°；

Ф = 25°±1.5°。

    式中，θ表示后心停顿角，δ表示停顿区小摆角，Ф表示所述输出摇杆总摆角。由图3可知，所述角位移曲线在后心区存在一个双峰，双峰区代表后心停顿区，所述双峰区由双峰和低谷组成，所述双峰区的波动角度δ称为所述停顿区小摆角。从低谷作双峰连线的平行线，平行线交于所述角位移曲线两点，这两点对应为所述曲柄AB的两个转角θ₁和θ₂，这两个转角之差θ=θ₂-θ₁，称为所述后心停顿角。所述角位移曲线的前心区和后心区分别存在所述输出摇杆GE的最小角位移Ф₁和最大角位移Ф₂，这两个摆角之差Ф = Ф₂ - Ф₁，称为所述输出摇杆GE的总摆角。

    由图3可知，所述曲柄AB作360°回转，所述输出摇杆GE的总摆角Ф=24.4°，所述输出摇杆GE的角位移曲线不对称，前心区短，后心区长。如图3曲线所表示，在后心区存在一段近似停顿角θ>150°，钢筘随所述输出摇杆GE摆向后心位置时，纬纱从引纬侧的喷嘴飞出，越过梭口飞向捕纬侧，完成引纬动作。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种后心区停顿角大于150°的六杆打纬机构，其特征在于：由一曲柄摇杆机构（ABCD）和一双摇杆机构（DFGE）串联而成；

    所述曲柄摇杆机构（ABCD）包括曲柄（AB）、第一连杆（BC）和摇杆（CD）所述第一连杆（BC）的两端分别与所述曲柄（AB）和所述摇杆（CD）的一端铰接，所述曲柄（AB）的另一端铰接在机架的第一铰接点（A）上，所述摇杆（CD）的另一端铰接在机架的第二铰接点（D）上；    

所述双摇杆机构（DFGE）包括输入摇杆（DF）、第二连杆（FG）和输出摇杆（GE），所述第二连杆（FG）的两端分别与所述输入摇杆（DF）和所述输出摇杆（GE）的一端铰接，所述输入摇杆（DF）的另一端铰接在机架的所述第二铰接点（D）上，所述输出摇杆（GE）的另一端铰接在机架的第三铰接点（E）上；所述摇杆（CD）和所述输入摇杆（DF）之间存在一个契定角β；

所述曲柄摇杆机构（ABCD）满足如下条件:

LAB + LAD < LBC + LCD ；

LBC > 2 × LAB ；

K > 1.12 ； 

θ₁₂ > 190.2°；

式中，LAB、LBC、LCD分别表示曲柄摇杆机构（ABCD）中所述曲柄（AB）、第一连杆（BC）和摇杆（CD）的长度，LAD表示第一铰接点（A）到第二铰接点（D）的机架长度，K表示所述摇杆（CD）的行程速度变化系数，θ12表示所述曲柄（AB）的极位夹角；

所述双摇杆机构（DFGE）满足如下要求：

Ф = 25°±1.5°；

    所述输入摇杆（DF）的长度能够使得所述输入摇杆（DF）的一个端点（F）的轨迹越近似直线；

    所述第二连杆（FG）一个端点（G）的轨迹曲线位于其另一个端点（F）轨迹曲线的垂直平分线邻近区域，在运动中，所述第二连杆（FG）与输出摆杆（GE）处于近似垂直位置；

在后心区，所述第二连杆（FG）与所述输出摇杆（GE）的夹角在90°±20°区域变动；    

    当所述输出摇杆（GE）的角位移曲线上后心区曲线逼近的目标，所述输出摇杆（GE）的角位移曲线上停顿部位曲线的两峰值趋于等高；

    所述输出摇杆（GE）角位移曲线的停顿区小摆角δ和后心停顿角θ，满足如下条件：

    θ > 150°；

δ < 1.4°；

当所述输出摇杆（GE）的角加速度曲线上后心区曲线逼近的目标，所述输出摇杆（GE）加速度曲线上停顿部位曲线的两峰值趋于接近；

式中，Ф表示所述输出摇杆（GE）总摆角，θ表示后心停顿角，δ表示停顿区小摆角。